”Kierrätysmuovia on saatava käyttöön laajemmin korkean jalostusarvon tuotteisiin. Jos haluamme oikeasti korvata laajemmin neitseellisiä fossiilisia raaka-aineita, kierrätysmuoveja pitää saada laajemmin käyttöön muuallakin kuin kukkapurkeissa tai ämpäreissä.”, toteaa vanhempi tutkija ja projektipäällikkö Anna Tenhunen-Lunkka, jonka koordinoima EU-rahoitteinen PRIMUS- hanke käynnistyi toukokuun alussa.
Projektin tavoitteena on parantaa teollisuusmuovien kierrätysmahdollisuuksia ja löytää kierrätysmuoville soveltuvia käyttökohteita. Projektissa jalostetaan erilaisia autoteollisuuden ja elektroniikka- ja sähkölaitemuovijätteitä haastaviin autoteollisuuden sovelluksiin ja kodinkonelaitteisiin. Onnistuessaan projekti tuottaa ratkaisuja, joita hyödyntämällä kierrätysmuovin määrää muovituotteissa voidaan lisätä jopa 80%:iin.
Muovien valmistus perustuu tänä päivänä pääsääntöisesti fossiilisiin raaka-aineisiin. Ilmastonmuutos, suuri ja kasvava syntyvän muovijätteen määrä sekä uutena ajurina myös geopoliittiset tekijät ovat tärkeimmät syyt pyrkiä vähentämään neitseellisten raaka-aineiden käyttöä. Muovien kierrättämisessä on kuitenkin useita haasteita: muovilaatuja on paljon erilaisia ja niissä käytettävien lisäaineiden kirjo on laaja, muoveja käytetään sekaisin vielä laajemmassa määrässä erilaisia tuotteita ja muovien laaduissa on vaihtelua ennen päätymistä kierrätykseen. Materiaalivirtojen hallinta on haastavaa ja globaalit keräys- ja kierrätysjärjestelmät vaihtelevat paljon paikallisesti. Esimerkiksi Euroopassa kerättiin 29 miljoonaa tonnia kulutusmuovijätettä vuonna 2020, josta noin 40% päätyi energiakäyttöön eli polttoon, 23% läjitettiin ja 30% lähetettiin kierrätykseen. Tästä kierrätykseen lähetetystä muovijätteestä osa päätyy rejekteihin (hyötykäyttöön kelpaamaton muovijätejae energiakäyttöön tai läjitykseen), joten todellinen kierrätysvolyymi on 30%:a pienempi.
Muovimateriaalit ja arvoketjut ovat monimutkaisia, mistä johtuen erilaisten kiertotalousstrategioiden, kuten kierrätyksen, toteuttaminen on haastavaa. Esimerkiksi kierrätysmuovin laadun parantamiseksi on tärkeää erilaisten materiaalien erottelu, haastavien ja/tai vaarallisten lisäaineiden poistaminen sekä muovin laadun degradaation eli heikkenemisen hallitseminen. Teknisten muovien kierrätyksessä yksi suurimpia haasteita ovat bromatut palonestoaineet. Vaikka EU-lainsäädäntö on viime vuosikymmeninä tiukentunut ja haitallisimpien palonestoaineiden käyttö on vähentynyt, tuotteiden tulee täyttää paloturvallisuuskriteerit. Täten palonestoaineiden määrä ja erityisesti bromattujen yhdisteiden käyttö vaikeuttaa kierrätystä ja kierrätysmuovin jatkokäyttöä.
Useita erilaisia lähestymistapoja tarvitaan muovien kiertotalouden haasteiden ratkaisemiseksi. PRIMUS-projekti keskittyy mekaaniseen kierrätykseen ja tavoitteena on haastaa perinteisiä raameja, mihin mekaanisen kierrätyksen kapasiteetti nykypäivänä monesti rajataan. Mekaaniseen kierrätykseen lähtökohtaisesti tarvitaan vähemmän energiaa ja kemikaaleja, ja se on suuressa mittakaavassa toimiva teknologia tällä hetkellä. Kemiallinen kierrätys on lupaava teknologia tukemaan mekaanista kierrätystä.
On tärkeää kehittää uusia teknologioita kuten PRIMUS-hankkeessa, jotta voidaan varmistaa kierrätysmuovien käyttö vaativissa ja lisäarvoa tuottavissa sovelluksissa. Tällä hetkellä muovikierrätysmateriaalit päätyvät teknisesti ja turvallisuusvaatimuksiltaan alhaisempiin sovelluskohteisiin kuten ulkokalusteisiin, liikennekartioihin, kukkaruukkuihin ja ämpäreihin. Kuluttajien odotukset ja epäilykset kierrätysmuovin käyttöä kohtaan on myös tärkeä tunnistaa. Olisi hienoa, jos kuluttajat jatkossa osaisivat hakea ja vaatia myös tuotteita, jotka on tehty kierrätysmuovista. Tämä on tärkeää, jotta kierrätysmuovimarkkinoita voidaan edistää.
”Projektin päättyessä meillä on useita validoituja tuotteita, joiden avulla voidaan vakiinnuttaa kierrätysmateriaalivirtoja markkinoille. Projektimme prototyypit ovat auton kojelauta, jäähdytysjärjestelmä ja sen kiinnikkeet, jääkaappi osoittamassa kierrätysmuovin soveltuvuutta ruokakontaktisovelluksissa ja suljetun kierron esimerkki, missä pyykinpesukoneen etuluukun tiivisteet kierrätetään uusiksi tiivisteiksi”, kertoo Tenhunen-Lunkka, ja jatkaa ”Kaikissa prototyypeissä ovat toki omat haasteensa: auton sisäosien on kestettävä kolaritestien vaatimukset ja oltava esteettisesti onnistuneita, jääkaapissa muoviosat ovat kosketuksissa ruokaan ja sen vuoksi sääntely on erittäin tarkkaa ja jäähdytysjärjestelmän putkiosilla on kovat vaatimukset käytettävien aineiden ja lämpötilavaihteluiden vuoksi”.
PRIMUS-projektin konsortiossa suomalaista osaamista edustaa VTT:n lisäksi Itä-Suomen yliopisto. VTT keskittyy mekaaniseen kierrätykseen ja materiaalin degradaation hallintaan. Itä-Suomen yliopisto vastaa hankkeen analytiikasta massaspektrometrian avulla: ”Meillä on Joensuussa maailmanluokan massaspektrometrian infra ja osaaminen, jonka avulla voimme luotettavasti ja erittäin tarkasti tunnistaa erilaiset haitta-aineet sekä lähtöaineissa että lopputuotteissa. Näin kykenemme säätämään valmistusprosessia lopputuotteen vaatimusten mukaisesti”, kertoo Itä-Suomen yliopiston kokonaisuudesta vastaava johtaja, materiaalikemian ja -tekniikan professori Jarkko J. Saarinen. Hankkeessa kehitetään VTT:n ja Itä-Suomen yliopiston yhteistyönä uusia debrominaatioteknologioita: ”Teemme yhteistyössä menetelmäkehitystä bromattujen yhdisteiden poistamiseksi kierrätysmuovivirrasta, joka voi avata merkittäviä uusia mahdollisuuksia kierrätysmuovien käytölle ja tuoda siten merkittävää lisäarvoa koko arvoketjulle”, arvioi Saarinen.
PRIMUS saa rahoitusta Euroopan Komission Horisontti Eurooppa -ohjelmasta 6 932 723 €.
Konsortiossa on kymmenen jäsentä ja ne ovat Suomesta, Alankomaista, Virosta, Espanjasta, Saksasta ja Belgiasta. Suomalaisten osapuolten EU-rahoitus on 40% kokonaisrahoituksesta (2 791 328 €).
Lisätiedot:
Projektikoordinaattori, vanhempi tutkija ja projektipäällikkö
Anna Tenhunen-Lunkka, anna.tenhunen-lunkka@vtt.fi
Itä-Suomen yliopiston kokonaisuuden vastaava johtaja, materiaalikemian ja -tekniikan professori
Jarkko J. Saarinen jarkko.j.saarinen@uef.fi